基于FISH方法检测太湖水体中细菌优势类群的研究

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微生物在水生态系统中发挥着重要作用,其数量和种群结构的改变会显著影响整个微食物网的结构及系统中的物质循环过程。本文以大型浅水富营养化湖泊-太湖为研究对象,采用荧光原位杂交(FISH)和表面荧光直接计数(FDC)相结合的方法,分析评估太湖藻型湖区及草型湖区水体中细菌丰度及优势类群的时空差异,探讨了水体中营养盐水平、Chla浓度等环境因素对其的影响,主要结论如下:(1)太湖藻型湖区(梅梁湾)与草型湖区(贡湖湾)水体中的浮游细菌数量伴随着温度的升高,均呈现出明显的上升趋势,且不同季节间的差异显著(P<0.05, Paired t-test)。在所研究的两个湖区中,实验期间水体中浮游细菌的数量与多种营养盐浓度之间均未发现存在显著的相关性,预示着太湖水体中的营养盐可能已处于较高的水平,不再是浮游细菌生长的主要限制因素。(2)在藻型湖区(梅梁湾湾心,3#)中,在藻类水华频繁出现的夏季及没有水华的冬季实验期间,水体中优势细菌类群的丰度随着Chla的浓度增加而呈现出极显著的增加趋势(P<0.01),其中α-变形菌纲和γ-变形菌纲细菌的丰度变化趋势与水体中Chla的变化趋势一致,而β-变形菌纲和拟杆菌门细菌丰度的变化则相反;所测定的4类优势细菌类群的优势度存在明显的季节变化,冬季水体中各优势类群细菌占总细菌数量的比例极显著地高于夏季(P<0.01);此外,水体中不同类群的细菌,对水体中环境因素变化的敏感性不同。其中α-变形菌纲的细菌与水体中的TP之间存在着极显著的相关,而γ-变形菌纲的细菌则极显著地受水体中Chla浓度的影响,拟杆菌门的细菌则与水体中的PO43-浓度显著相关。(3)在所选定的藻型湖区(梅梁湾湾口,4#)和草型湖区(贡湖湾,14#)中,所测定的4类优势细菌类群的丰度都伴随着Chla浓度的波动而有所改变,但是各类细菌在不同生态类型湖区的变化趋势不尽相同。在藻型湖区中,α-变形菌纲和β-变形菌纲细菌的丰度变化趋势与水体中Chla的变化趋势一致,而γ-变形菌纲和拟杆菌门细菌的丰度的变化则无明显变化规律,这与梅梁湾湾心3#的情况有所不同,可能由于4#位于湾口,与大太湖水质交换频繁且剧烈,导致了4类细菌优势种群与营养盐相关性的差异;而在草型湖区,拟杆菌门细菌的丰度变化趋势与Chla的变化趋势一致,α-变形菌纲的变化趋势则相反,β-变形菌纲细菌与Chla的变化趋势,在冬季呈正相关,夏季则呈负相关,而γ-变形菌纲细菌的丰度变化与Chla的变化趋势无明显的规律;两个湖区优势细菌类群丰度在冬夏两季均值的差异都不显著(P>0.05, paired t-test),但其占总细菌数量的比例在冬夏两季的均值都表现为极显著的差异(P<0.01,paired t-test);藻型湖区水体中α-变形菌纲的细菌与水体中的TP和Chla之间存在着显著的相关,而拟杆菌门的细菌则与水温显著相关,但在草型湖区中,这种相关性确不是很明显。
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